热力学逻辑门的演化设计及其热量排放
统计力学
2026-02-17 v1 神经与进化计算
摘要
.landauer 原理界定了逻辑运算产生的热量上限，但实际情况下，计算的热力学成本由实现逻辑的控制系统所主导。CMOS 门的能量耗散远高于 Landauer 限值，而实验室对近 Landauer 擦除的演示依赖于外部测量或反馈系统，其能量成本高于逻辑运算本身数个数量级。本文通过仿真显示，遗传算法可以编程一个热力学计算机，在其控制系统发出的总热量与信息承载自由度的热量相近。此外，该计算机可以编程使得热量从信息承载自由度中引出，并在控制单元内耗散，这表明存在计算架构，其热管理是程序设计的内在组成部分。
关键词
引用
@article{arxiv.2602.13410,
title = {Evolutionary design of thermodynamic logic gates and their heat emission},
author = {Stephen Whitelam},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.13410},
year = {2026}
}